(57)【要約】【課題】  部材コストおよび製造コストを大きく増大させることなしに視認性を向上させた液晶表示素子を提供する。また、車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子について、運転者からの視認性を向上させることのできる表示方法を提供する。【解決手段】  ＶＡモード液晶表示素子では、前面側偏光板１の偏光軸２が３時の方向に、裏面側偏光板３の偏光軸４が１２時の方向に設定されている。また、液晶層５を挟持する基板には、垂直配向処理がされた配向層が形成されている。この配向層には、基板の法線軸から所定のプレチルト角を形成して液晶ダイレクタが傾斜するように、ラビング処理が施されている。この傾斜方向は、前面側基板で矢印６の方向に、裏面側で矢印７の方向に設定されている。すなわち、視角方向は、アイポイント方向である１２時の位置からずれた１０時３０分の位置に設定されている。【選択図】      図１
2007033809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子であって、
運転者のアイポイントの方向と前記液晶表示素子の視角方向とがずれていることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記アイポイントの方向と前記視角方向とのずれは４５度±１５度の範囲内である請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記液晶表示素子は、ＶＡモードおよびＥＣＢモードのいずれか一方である請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項４】
車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子の表示方法において、
前記液晶表示素子は、ＶＡモードおよびＥＣＢモードのいずれか一方であり、
運転者のアイポイントの方向に対して前記液晶表示素子の視角方向を４５度±１５度の範囲内でずらすことを特徴とする液晶表示素子の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子およびその表示方法に関し、特に、車両のインストルメントパネル（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｐａｎｅｌ）に配置される液晶表示素子およびその表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、透過型の液晶表示素子は、所定の方向に配向した数μｍ程度の極薄い液晶層と、この液晶層を挟持する透明な一対の薄い基板と、さらに、この基板を挟持して偏光子および検光子を構成する一対の偏光板とを有する。液晶層が設けられる側の基板面には、所定の形状にパターニングされた電極が形成されている。そして、この電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶表示素子を透過する光の量または波長が変わる。これにより、所望の表示を行うことが可能となる。
【０００３】
このように、液晶表示素子は、比較的単純な構造からなっている。また、構成部材の選択によって薄型化および軽量化が容易であり、また、低電圧での駆動も可能であることから、近年では、車両用の表示素子として盛んに利用されている。
【０００４】
ところで、液晶表示素子は、液晶層の初期配向状態並びに電圧印加時の動作状態および配向状態などから、いくつかのモードに分類される。例えば、自動車などの車両のインストルメントパネルなどに用いられる液晶表示素子には、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードおよびＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードがある。これらは、正面から見たときのコントラスト比が高く、また、視野角が広いことから、運転者から見て視認性に優れたモードである。
【０００５】
ＶＡモードは、一対の基板間に、初期配向状態が基板と概ね垂直（垂直配向）な負の誘電率異方性（Δε）を有する液晶層を挟持し、さらに、この基板を、通常はクロスニコルを構成するように配置した一対の偏光板で挟持することによって構成される。そして、基板面に形成された電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層が電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と平行になる。これにより、電圧を印加した部分と印加していない部分とで、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層厚（ｄ）との積（Δｎ・ｄ）によって定まる光の透過特性、特に、色味に違いが生じる。この違いを利用することによって、所望の表示を行うことができる。
【０００６】
一方、ＥＣＢモードは、一対の基板間に、初期配向状態が基板と概ね平行（平行配向）な正の誘電率異方性（Δε）を有する液晶層を挟持し、さらに、この基板を、通常はクロスニコルを構成するように配置された一対の偏光板で挟持することによって構成される。そして、基板面に形成された電極を介して液晶層に電圧を印加すると、液晶の配向が変化して、液晶層が電界に対して垂直、すなわち、液晶の配向方向が基板と垂直になる。そして、ＶＡモードと同様に、電圧を印加した部分と印加していない部分との間に生じた、光の透過特性の違いを利用することによって、所望の表示を行うことができる。
【０００７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、従来のＶＡモード液晶表示素子における偏光板の偏光方向と、電圧印加時における液晶の配向方向との関係を示したものである。尚、（ａ）は偏光子となる前面側偏光板に、（ｂ）は液晶層に、（ｃ）は検光子となる裏面側偏光板にそれぞれ対応する。
【０００８】
ここで、液晶表示素子においては、一般に、偏光板の偏光方向並びに液晶の配向方向および動作方向を、時刻を表示する時計の短針の動きや向きを利用して表現することが行われている。そこで、本明細書においても、この形式にしたがって表現する。具体的には、時刻３時における短針の位置または方向を０度として、反時計回りに４５度回転した時刻１時３０分での短針の位置を４５度、９０度回転した時刻１２時での短針の位置を９０度、１３５度回転した時刻１０時３０分での短針の位置を１３５度、１８０度反時計回りに回転した時刻９時での短針の位置を１８０度とそれぞれ表現する。
【０００９】
図５（ａ）〜（ｃ）では、前面側偏光板２１の偏光軸２２を、０度の方向（３時の方向）から反時計回りに４５度に設定している。また、検光子となる裏面側偏光板２３の偏光軸２４を、３時方向の０度から反時計回りに１３５度（１０時３０分方向）に設定している。この場合、偏光板２１，２３のみをそのまま取り出せば、これらはクロスニコル配置を構成していることになる。
【００１０】
一方、液晶層２５は、一対の基板（図示せず）で挟持されている。そして、これらの基板には、液晶が基板に対して概ね垂直に配向するように、また、電圧印加時の液晶の動作方向が均一となるように、それぞれ配向処理が施されている。
【００１１】
図５（ｂ）に示す矢印２６は、前面側基板に行われた配向処理の方向を示している。また、矢印２７は、裏面側基板に行われた配向処理の方向を示している。ここで、液晶層２５における液晶の初期配向は、基板に対して完全に垂直ではなく、若干斜めとなっている。すなわち、液晶分子の長軸方向は、法線方向との間に極小さな角度を持つ。そして、電圧を印加すると、この角度が大きくなる方向に液晶が動作する結果、図５（ｂ）に示すように、６時から１２時の方向に向かって、概ね基板と平行に配向するようになる。これにより、液晶の屈折率異方性（Δｎ）と液晶層２５の厚み（ｄ）の積（Δｎ・ｄ）にしたがって、光の透過特性に違いが生じる。
【００１２】
すなわち、電圧が印加されていない状態では光が殆ど透過しなかった基板間に、電圧を印加することによって所定の波長の光が透過するようになる。したがって、電圧を印加した領域と印加していない領域とを設けて、領域毎に光の透過特性を変えることにより、所望の情報表示が可能となる。このとき、図１に示す従来のＶＡモード液晶表示素子では、視角方向は１２時の方向となる。視角方向とは、表示文字や画像を最も良好に認識できる方向である。この視角方向は、液晶のモードによって変わる。ＥＣＢモードのように、液晶の誘電率異方性（Δε）が正の場合には、液晶層の中央において液晶分子の長軸が向いている方向が視角方向となる。一方、ＶＡモードのように、液晶の誘電率異方性（Δε）が負の場合には、液晶層の中央において液晶分子の長軸が向いている方向とは逆の方向が視角方向となる。
【００１３】
図６〜図８は、図５（ａ）〜（ｃ）に示す従来のＶＡモード液晶表示素子を駆動して得られる光学特性の視野角依存性を示したものである。尚、この例では、液晶表示素子は、１/４デューティ（Ｄｕｔｙ）および１/３バイアス（Ｂｉａｓ）の条件で駆動している。また、これらの図において、円の中心は液晶表示素子の法線方向、半径は法線方向から８０度までの傾き角、ψは方位角をそれぞれ示す。
【００１４】
上述したように、ＶＡモード液晶表示素子における液晶の初期配向は、基板に対して完全に垂直とはなっていない。したがって、電圧印加時の液晶の配向方向をランダムではなく、所定の一方向に規定できるように、基板面に対して必要な配向処理が施される。そして、液晶表示素子の光学特性には、この液晶の初期配向状態が影響する。
【００１５】
図６は、ＯＮ輝度の視野角依存性を示す図である。符号３１，３２，３３は、それぞれＯＮ輝度が６０，４０，２０である場合に対応している。この図から分かるように、ＯＮ輝度の視野角依存性は、左右方向では対称な特性となるが、上下方向では非対称な特性となる。このとき、最もＯＮ輝度の高い方向は、１２時の方向、すなわち視角方向となる。
【００１６】
図７は、ＯＦＦ輝度の視野角依存性を示す図である。符号３４，３５，３６は、それぞれＯＦＦ輝度が１０，４，２である場合に対応している。また、図８は等コントラスト曲線である。符号３７，３８，３９は、それぞれコントラスト比が３０，２０，１０である場合に対応している。
【００１７】
図７から分かるように、従来のＶＡモード液晶表示素子では、最も暗くあるべきＯＦＦ時（電圧無印加時）において、０度、９０度、１８０度および２７０度などの所定の視野角の方向に、光漏れが発生する。このため、図８に示すように、コントラスト比に視野角依存性が生じる。そして、視角方向（視野角が９０度となる１２時の方向）は、ＯＦＦ時の光漏れが大きくなるので、明るい表示が実現できるものの、表示のコントラスト比が低くなって、十分な表示性能および視認性が得られないという問題があった。
【００１８】
この問題に対しては、液晶表示素子に光学部材を付設することによって光漏れを防ぐ方法が開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）
【００１９】
【特許文献１】米国特許第４，８８９，４１２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，７０１，０２８号明細書
【特許文献３】特開平２−１５２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上記のような光学部材を新たに設けることは、視角方向でのＯＦＦ時の光漏れ防止に対して効果が見られるものの、液晶表示素子の材料費の上昇を招き、また、製造工程が増えることによって製造コストも上昇してしまうという問題があった。
【００２１】
本発明は、こうした問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、部材コストおよび製造コストを大きく増大させることなしに視認性を向上させた液晶表示素子を提供することである。
【００２２】
また、本発明の目的は、車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子について、運転者からの視認性を向上させることのできる表示方法を提供することにある。
【００２３】
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子であって、運転者のアイポイントの方向と液晶表示素子の視角方向とがずれていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の液晶表示素子においては、アイポイントの方向と視角方向とのずれが４５度±１５度の範囲内であることが好ましい。また、液晶表示素子は、ＶＡモードおよびＥＣＢモードのいずれか一方とすることができる。
【００２６】
また、本発明は、車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子の表示方法において、液晶表示素子は、ＶＡモードおよびＥＣＢモードのいずれか一方であり、運転者のアイポイントの方向に対して液晶表示素子の視角方向を４５度±１５度の範囲内でずらすことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の液晶表示素子によれば、運転者のアイポイントの方向と液晶表示素子の視角方向とをずらすことによって、運転者の視認性を向上させることができる。すなわち、部材および製造工程に大きな変更を行う必要がないので、大幅なコストの増大を伴うことがない。
【００２８】
また、本発明の液晶教示素子の表示方法によれば、運転者のアイポイントの方向と液晶表示素子の視角方向とが４５度±１５度の範囲内でずらすことによって、運転者の視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１（ａ）〜（ｃ）に、本実施の形態におけるＶＡモード液晶表示素子における偏光板の偏光方向と、電圧印加時における液晶の配向方向との関係を示す。尚、（ａ）は偏光子となる前面側偏光板に、（ｂ）は液晶層に、（ｃ）は検光子となる裏面側偏光板にそれぞれ対応している。
【００３０】
図５（ａ）〜（ｃ）で説明したように、従来のＶＡモード液晶表示素子では、偏光子となる前面側偏光板の偏光軸を０度の方向（３時の方向）から反時計回りに４５度に設定し、検光子となる裏面側偏光板の偏光軸を反時計回りに１３５度（１０時３０分方向）に設定していた。そして、電圧印加時に液晶が６時から１２時の方向に向かうように配向処理を施した一対の基板間に液晶層を挟持し、さらに、これらの基板を上記の前面側偏光板と裏面側偏光板とで挟み込んで液晶表示素子を構成していた。
【００３１】
これに対して、本実施の形態におけるＶＡモード液晶表示素子では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、偏光子となる前面側偏光板１の偏光軸２を０度の方向（３時の方向）に設定し、検光子となる裏面側偏光板３の偏光軸４を０度から反時計回りに９０度回転させた９０度の方向（１２時の方向）に設定している。このとき、偏光板１，３のみに着目すると、これらはクロスニコル配置を構成している。
【００３２】
一方、液晶層５は、一対の透明なガラスまたは樹脂などの基板（図示せず）で挟持され支えられている。尚、図１（ａ）〜（ｃ）の例では、液晶の屈折率異方性（Δｎ）を０．０８、誘電率異方性（Δε）を−３．７としている。また、液晶層の厚み（ｄ）は、基板間の距離を調整することによって、３．８μｍに設定している。
【００３３】
また、基板には、液晶層５に電圧を印加する電極（図示せず）が設けられている。そして、この電極は、車両の運転席に位置する運転者のアイポイントが１２時の方向に位置すると予測してパターニングされている。尚、電極としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極が用いられる。
【００３４】
さらに、基板には、液晶が基板に概ね垂直に配向するような配向処理が施されている。そして、電圧を印加して液晶表示素子を駆動する際に、液晶の動作方向がランダムではなく均一となるようにするために、液晶の初期配向は、基板に対して完全な垂直ではなく傾斜した状態にある。すなわち、液晶の配向方向は、基板の法線軸に対して、数度程度の小さな傾斜角（プレチルト角）を有している。図１（ｂ）では、矢印６が前面側基板での傾斜方向を示し、矢印７が裏面側基板での傾斜方向を示している。
【００３５】
傾斜方向の設定は、基板の配向処理、具体的には、基板の液晶層に接する面に形成された垂直配向層に対して、ラビング処理または光配向処理などを行うことによりなされる。本実施の形態においては、図１（ｂ）に示すように、前面側基板については、４時３０分の３１５度位置から１０時３０分の１３５度位置の方向（矢印６）にラビング処理がなされており、裏面側基板については、前面側基板とは逆方向、すなわち、１０時３０分の１３５度位置から４時３０分の３１５度位置の方向（矢印７）にラビング処理がなされている。
【００３６】
したがって、電圧を印加すると、液晶は、その配向方向と基板の法線軸とがなす角度が大きくなる方向、すなわち、基板方向に倒れる動作をする。その結果、図１（ｂ）に示すように、液晶は、４時３０分から１０時３０分の方向に向かって、概ね基板と平行（法線との角度は９０度）になるように配向する。
【００３７】
これにより、電圧が印加されていない状態では光が殆ど透過しなかった基板間に、Δｎ・ｄ＝３．０４（μｍ）にしたがって所定の波長の光が透過するようになるので、情報表示が可能となる。
【００３８】
図２〜図４に、図１（ａ）〜（ｃ）のＶＡモード液晶表示素子を駆動して得られる光学特性の視野角依存性の一例を示す。ここで、図２は、この液晶表示素子を１／４デューティ（Ｄｕｔｙ）および１／３バイアス（Ｂｉａｓ）で駆動したときの、明表示（ＯＮ時）の輝度の視野角依存性を評価した結果である。符号１１，１２，１３は、それぞれＯＮ輝度が１２０，８０，４０である場合に対応している。また、図３は、同じ条件で駆動したときの、暗表示（ＯＦＦ時）の輝度の視野角依存性を評価した結果である。符号１４，１５，１６は、それぞれＯＦＦ輝度が１０，４，２である場合に対応している。さらに、図４（ｃ）は等コントラスト曲線である。符号１７，１８，１９は、それぞれコントラスト比が３０，２０，１０である場合に対応している。尚、図２〜図４において、円の中心は液晶表示素子の法線方向、半径は法線方向から８０度までの傾き角、ψは方位角をそれぞれ示す。また、評価は、ＥＬＤＩＭ社製のＥＺＣｏｎｔｒａｓｔ（商品名）を用いて行っている。
【００３９】
図２に示すように、ＯＮ輝度の視野角依存性は、全方位角について対称な特性とはなっていない。すなわち、１３５度である１０時３０分を中心に、４５度である１時３０分から２２５度である７時３０分の領域に広がりを持った非対称な特性を有する。ここで、液晶表示素子の視角方向は、最も高いＯＮ輝度を示す方向に設定される。本実施の形態においては、１０時３０分方向の１３５度位置に視角方向を設定している。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｃ）に示す従来のＶＡモード液晶表示素子では、９０度である１２時を中心に、０度である３時から１８０度である９時の領域に広がりを持っており、視角方向は１２時方向に設定されていた。したがって、本実施の形態では、従来品に対して反時計回りに４５度ずれたＯＮ輝度特性を示すことになる。
【００４１】
本実施の形態においては、自動車などの車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子の視認者、特に、運転者の視線に由来するアイポイントを、従来と同様に、９０度である１２時の位置に想定している。このため、液晶表示素子の表示を担う電極パターンは、１２時方向を基準として設計される。すなわち、図５（ａ）〜（ｃ）に示す従来のＶＡモード液晶表示素子では、アイポイントの方向と視角方向が一致しているのに対し、本実施の形態の液晶表示素子では、アイポイントの方向に対して視角方向が反時計回りに４５度ずれていることを特徴としている。
【００４２】
また、図３に示すように、ＯＦＦ輝度の視野角依存性も、全方位角について対称な特性を示さない。すなわち、ＯＦＦ輝度が高い領域は、４５度である１時３０分付近および１３５度である１０時３０分付近に広がりを有するので、液晶表示素子は、この部分で光漏れを起こすことが分かる。
【００４３】
一方、図５（ａ）〜（ｃ）に示す従来のＶＡモード液晶表示素子では、ＯＦＦ輝度が高い領域は、０度である３時の付近および９０度である１２時の付近に広がりを有する。したがって、液晶表示素子はこの部分で光漏れを起こす。
【００４４】
本実施の形態と従来のＶＡモード液晶表示素子とを比較すると、ＯＦＦ輝度の程度、すなわち光漏れの程度について、両者は同等である。しかし、本実施の形態は、従来品に対して反時計回りに４５度ずれたＯＦＦ輝度特性を有するように設計されているので、図４に示すように、アイポイントの方向である１２時の方向にコントラスト比の高い領域が広がる。すなわち、本実施の形態によれば、コントラスト比の高い領域にアイポイントの延長線が位置することになる。
【００４５】
一方、従来のＶＡモード液晶表示素子では、図８に示すように、アイポイントの方向である１２時の方向は、高コントラスト比の領域が狭くなっている。したがって、本実施の形態によれば、従来品と比較して、非常に高いコントラスト比で優れた視認性の表示を実現することができる。このような性能は、インストルメントパネルの正面に観察者である運転者が位置することによって、アイポイントの方向が１２時に略固定される場合、すなわち、自動車などの車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子において十分に発揮される。
【００４６】
このように、電極パターンなどによって決められる液晶表示素子のアイポイントの方向と、配向処理によって定まる液晶ダイレクタの配向方向とを調整して、アイポイントの方向と視角方向を一致させずに、アイポイントの方向に対して視角方向を反時計周りに４５度ずらすことによって、観察者である運転者にとって、高コントラスト比で視認性に優れた情報表示を提供することが可能となる。
【００４７】
尚、図４に示すように、９時方向である１８０度方向の領域にも、１２時方向と同様のコントラスト比の高い領域が広がっている。この１８０度の方向は、所謂右ハンドルの自動車において、観察者が、運転席に隣接する助手席に位置した場合のアイポイントの方向に概ね一致している。すなわち、本実施の形態の液晶表示素子によれば、助手席に座る観察者に対しても、高コントラスト比で視認性に優れた情報表示を提供できる。
【００４８】
また、本実施の形態においては、偏光板の配置および構成を図１（ａ）および（ｃ）と同じにした状態で、液晶ダイレクタの配向方向を図１（ｂ）の位置から９０度時計回りにずらして、１時３０分から７時３０分の方向とすることもできる。これにより、アイポイントである１２時方向にコントラスト比の高い領域が広がる特性はそのままにして、９時方向である１８０度ではなく、３時方向である０度の方向にコントラスト比の高い領域が広がる特性を持った液晶表示素子を提供することができる。
【００４９】
ここで、０度の方向は、所謂左ハンドルの自動車において、観察者が助手席に位置した場合のアイポイントの方向に概ね一致している。したがって、上記のような液晶表示素子とすることによって、左ハンドル仕様の車両の助手席にすわる観察者に対しても、インストルメントパネルの正面に位置する運転者と同様の高コントラスト比で、視認性に優れた情報表示を提供することができる。
【００５０】
以上述べたように、液晶表示素子の電極パターンなどによって決められる運転者のアイポイントの方向と、配向処理によって定まる液晶ダイレクタの配向方向とを調整し、アイポイントの方向と視角方向を一致させずに、４５度反時計周りまたは時計回りにずらすことによって、右ハンドルの車両における助手席の乗員、または、左ハンドルの車両におけるに助手席の乗員に対しも、運転者と同様に、高コントラスト比で高い視認性の情報表示を提供することが可能となる。
【００５１】
上述の例では、アイポイントの方向と視角方向とのずれを４５度としているが、本発明は必ずしも４５度に限定されるものではない。すなわち、アイポイントの方向と視角方向とを一致させずに単にずらしただけであっても、従来のＶＡモード液晶表示素子と比較して、アイポイントのある１２時方向でより高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供できる。但し、好ましくは４５度±１５度、より好ましくは４５度の角度で反時計周りにずらすことにより、従来のＶＡモード液晶表示素子と比較して、より顕著に高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供することが可能となる。尚、４５度±１５度としたのは、液晶表示素子の設計に対する製造のマージン、特に、ラビング工程のマージンやラビング方向に対する液晶配向方向のずれなどを考慮したものである。
【００５２】
同様に、左ハンドル仕様のインストルメントパネルについても、１２時方向のアイポイントに対して、配向処理によって定まる液晶ダイレクタの配向方向を調整し、視角方向を４５度時計回りにずらすことによって、従来のＶＡモード液晶表示素子と比較して、アイポイントのある１２時方向でより高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供できる。但し、好ましくは４５度±１５度、より好ましくは４５度の角度で時計周りにずらすことにより、従来のＶＡモード液晶表示素子と比較して、より顕著に高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供することが可能となる。尚、４５度±１５度としたのは、上記と同様に、液晶表示素子の設計に対する製造のマージン、特に、ラビング工程のマージンやラビング方向に対する液晶配向方向のずれなどを考慮したものである。
【００５３】
以上は、ＶＡモードの液晶表示素子に本発明を適用した場合の例であるが、本発明は、ＥＣＢモードの液晶表示素子にも適用できる。
【００５４】
ＥＣＢモードの場合には、偏光子となる前面側偏光板の偏光軸を、図１（ａ）と同様に、０度の方向（すなわち３時の方向）に設定する。一方、検光子となる裏面側偏光板の偏光軸については、０度から反時計回りに９０度回転させて、９０度の方向（すなわち１２時の方向）に設定する。このとき、これらの偏光板のみに着目すると、クロスニコル配置を構成していることになる。
【００５５】
また、これらの偏光板によって挟持される液晶層は、１から２０程度の正の誘電率異方性（Δε）を有する液晶で構成され、一対の透明なガラスまたは樹脂などの基板で挟持され支えられる。
【００５６】
また、表示を担う液晶表示素子の電極パターンは、車両の運転席に位置する運転者のアイポイントを１２時方向と予測して設計される。
【００５７】
さらに、それぞれの基板の液晶に接する面には、平行配向層である配向膜が形成されており、また、この配向膜には、ラビング処理などの平行配向処理がなされている。具体的には、液晶ダイレクタが一定の方向に、且つ、基板に概ね平行に配向するように処理されている。
【００５８】
また、液晶表示素子を駆動する際の電圧印加時において、液晶の立ち上がり動作の方向をランダムではなく均一なものとするために、液晶の配向方向は、基板に対して完全な平行ではなく僅かに傾斜している。すなわち、液晶の配向方向は、液晶が立ち上がる方向に向かって、基板から数度程度の小さな傾斜角（プレチルト角）を有している。このとき、液晶ダイレクタの基板に平行な成分は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すＶＡモードの説明図を用いて説明することができる。すなわち、前面側基板における液晶の配向方向は、図１（ｂ）の矢印６の方向で基板から少し立ち上がる方向に設定されている。また、裏面側基板における液晶の配向方向は、矢印７の方向で基板から少し立ち上がる方向に設定されている。
【００５９】
このような液晶ダイレクタの傾斜方向の設定は、液晶の傾斜配向のための基板の配向処理、具体的には、基板の液晶層に接する面における平行配向層のラビング処理または光配向処理などによってなされる。例えば、配向膜のラビング処理によって行う場合、前面側基板に対しては、４時３０分の３１５度位置から１０時３０分の１３５度位置の方向にラビング処理がなされる（図１（ｂ）の矢印６）。一方、裏面側基板に対しては、１０時３０分の１３５度位置から４時３０分の３１５度位置の方向にラビング処理がなされる（図１（ｂ）の矢印７）。
【００６０】
したがって、電圧が印加されていない状態では、液晶は、４時３０分から１０時３０分の方向に向かって、概ね基板と平行（法線との角度は９０度）に配向している。そして、電圧が印加されると、液晶の配向方向と基板とがなす角度が大きくなる方向に、液晶が立ち上がることによって、液晶のダイレクタの配向方向は基板に対して概ね垂直となる。
【００６１】
ＥＣＢモードの場合、電圧が印加されていない状態では、Δｎ・ｄにしたがって基板間を所定の波長の光が透過する。一方、電圧が印加されると、上述の通り、液晶は垂直配向状態となるので、光は基板間を透過できなくなる。したがって、こうした電圧印加の有無による輝度や色味の変化を利用することによって、所望の情報表示を行うことが可能となる。
【００６２】
ＥＣＢモード液晶表示素子を駆動した場合のＯＮ輝度の視野角依存性は、先に説明したＶＡモード液晶表示素子と同様に、全方位角で対称となる特性ではなく、非対称な特性を有する。すなわち、１３５度にある１０時３０分を中心に、４５度である１時３０分から２２５度である７時３０分の領域に広がりを持った高輝度領域を有する。
【００６３】
液晶表示素子の視角方向は、通常は、最も高いＯＮ輝度を示す方向に設定される。本発明においては、１２時方向から反時計回りに４５度ずれた１０時３０分方向の１３５度位置に、視角方向が設定される。
【００６４】
一方、液晶表示素子の観察者である車両の乗員、特に、インストルメントパネルの正面に位置する運転者のアイポイントは、従来と同様に、１２時である９０度の位置にあると想定される。したがって、液晶表示素子の電極パターンは、１２時方向の９０度の位置を基準として設計される。
【００６５】
このように、本発明によるＥＣＢモード液晶表示素子は、前述のＶＡモード液晶表示素子と同様に、視角方向が、アイポイントの方向に対して反時計回りに４５度ずれて設けられることを特徴とする。
【００６６】
この場合、ＯＦＦ輝度の視角依存性は、ＶＡモード液晶表示素子と同様に、全方位角で対称な特性を示さずに、４５度である１時３０分付近および１３５度である１０時３０分付近にＯＦＦ輝度の高い領域が広がる特性を有する。すなわち、液晶表示素子は、この部分で光漏れを起こすことになる。
【００６７】
このため、液晶表示の視認性において最も重要なパラメータの１つである、コントラスト比の特性、特にその視野角依存性は、アイポイントである１２時方向にコントラスト比の高い領域が広がる特性を有している。したがって、コントラストの高い領域にアイポイントの延長線が位置することになるので、非常に高いコントラスト比で、視認性に優れた表示を実現することが可能となる。
【００６８】
このような性能は、インストルメントパネルの正面に観察者である運転者が位置することによって、アイポイントの方向が１２時に略固定される場合、すなわち、自動車などの車両のインストルメントパネルに配置される液晶表示素子において十分に発揮される。
【００６９】
以上述べたように、ＥＣＢモード液晶表示素子において、電極パターンなどで決められるアイポイントの方向と、配向処理により決められる液晶ダイレクタの配向方向とを調整し、アイポイントの方向と視角方向を一致させずに、アイポイントの方向に対して視角方向を４５度反時計周りにずらすことによって、運転者に対して高いコントラスト比で視認性に優れた情報表示を提供することが可能となる。
【００７０】
上述の例では、アイポイントの方向と視角方向とのずれを４５度としているが、本発明は必ずしも４５度に限定されるものではない。すなわち、アイポイントの方向と視角方向とを一致させずに単にずらしただけであっても、従来のＥＣＢモード液晶表示素子と比較して、アイポイントのある１２時方向でより高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供できる。但し、好ましくは４５度±１５度、より好ましくは４５度の角度で反時計周りにずらすことにより、従来のＥＣＢモード液晶表示素子と比較して、より顕著に高いコントラスト比を有する液晶表示素子を提供することが可能となる。尚、４５度±１５度としたのは、液晶表示素子の設計に対する製造のマージン、特に、ラビング工程のマージンやラビング方向に対する液晶配向方向のずれなどを考慮したものである。
【００７１】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本実施の形態におけるＶＡモード液晶表示素子の構造を示す図であり、（ａ）は前面側偏光板に、（ｂ）は液晶層に、（ｃ）は裏面側偏光板に対応する。
【図２】本実施の形態における液晶表示素子について、ＯＮ輝度の視野角依存性を示す図である。
【図３】本実施の形態における液晶表示素子について、ＯＦＦ輝度の視野角依存性を示す図である。
【図４】本実施の形態における液晶表示素子について、コントラスト比の視野角依存性を示す図である。
【図５】従来のＶＡモード液晶表示素子の構造を示す図であり、（ａ）は前面側偏光板に、（ｂ）は液晶層に、（ｃ）は裏面側偏光板に対応する。
【図６】従来の液晶表示素子について、ＯＮ輝度の視野角依存性を示す図である。
【図７】従来の液晶表示素子について、ＯＦＦ輝度の視野角依存性を示す図である。
【図８】従来の液晶表示素子について、コントラスト比の視野角依存性を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１，３，２１，２３  偏光板
５，２５  液晶層
２，４，２２，２４  偏光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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